鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 电功与电热课文ppt课件

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电功和电功率的比较第3节 电功与电热1.内容:电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比,与导体的电阻及通电时间成正比。2.公式:Q=I2Rt。3.适用条件:适用于任何电路。1.电流热效应的应用如电热水器、电饭锅、电刻笔、电阻焊等都是利用电流的热效应工作的。2.电流热效应的危害(1)插头和插座之间接触不良会迸出火花。(2)在输电线路中由于电热,降低了电能的传输效率。(3)电线中由于电流过大或散热不好会烧坏电线的绝缘层,引起漏电、触电。1.电功W=UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。 (　    )2.电热Q=I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。 (　    )3.电饭锅、电烙铁和电风扇都是利用电流的热效应工作的。 (　    )4.用电器电功率越大,接在电路中电流做的功越多。 (　    )5.由能量守恒可知,在某一电路中,电功永远等于电路中产生的热量。 (　    )知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。√ √ ✕ ✕ 电流做功一方面与电功率有关,另一方面还与通电时间有关,只有电功率与时间乘积大时,电流做功才多。✕ 情境探究　　如图所示,电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。  问题1 电风扇工作时,主要将电能转化为什么能?提示    机械能问题2 电熨斗工作时,主要将电能转化为什么能?提示    内能问题3 有的电路电能全部转化为内能,如白炽电灯、电炉、电热毯等。有的电路中含有电动机、电解槽等,只有部分电能转化为内能。这两类电路各有什么特点?提示    电能全部转化为内能的电路叫纯电阻电路。欧姆定律I= 适用。电功=电热:W=UIt=I2Rt=Q电功率=热功率:P =P热=UI= I2R= 只有部分电能转化为内能的电路叫非纯电阻电路。欧姆定律不适用:I电热:电功W=UIt;电热Q= I2Rt电功率>热功率:电功率P=UI;热功率P热= I2R讲解分析纯电阻电路和非纯电阻电路的比较典例 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时【1】,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R使电动机恢复正常运转时【2】,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机线圈的电阻。  信息提取    【1】电动机停止转动,电路为纯电阻电路。【2】电动机正常运转,电路为非纯电阻电路。思路分析    无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电功均为W=UIt,电功率均为P电=UI,电热均为Q=I2Rt,热功率均为P热=I2R【3】。处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒,利用“电功=电热+其他能量”【4】寻找等量关系求解。非纯电阻电路在一定条件下可当成纯电阻电路处理。如电动机卡住不转或电压不足不转时即纯电阻电路。解析    当电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V时,电动机停止工作,只有电动机线圈的电阻消耗电能,其阻值r= =  Ω=2 Ω(由【1】得到)当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V,则电动机的总功率P总=U2I2=15.0×2.0 W=30.0 W(由【2】【3】得到)线圈电阻的热功率P热= r=2.02×2 W=8.0 W(由【2】【3】得到)所以电动机的输出功率P出=P总-P热=30.0 W-8.0 W=22.0 W(由【4】得到)答案    22.0 W    2 Ω导师点睛    (1)在非纯电阻电路中, t既不能表示电功,也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立。(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能;当电动机转动时为非纯电阻电路,U>IR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能。